Lineare 4-Quadranten-Verstärker

Applikationsbeispiele

Applikationsbeispiele

1 Untersuchung eines Automotive-Magnetventils

Unser File: AQ1607133

Untersuchungen in unserem Labor

DUT—Device Under Test

Zu Verfügung gestellte Ventile:

Ventil Bezeichnung:

Ventil 1—Teil „1“

Ventil 2—Teil „4“

Ventil 3—Teil „5“

Aufgabenstellung

Zu untersuchen ist die T_On und T_Off Zeit von 3 verschiedenen Ventilen. Die Ventile sollen mit einem Signal angesteuert werden, das der Anwender zur Verfügung stellte. Es sollen Aufzeichnungen von Strom und Spannungsmonitor in unterschiedlicher Konfiguration gemacht werden.

Ergebnis

Die gewünschten Signale wurden mit HERO®power beeindruckend realisiert.

PA508E-S / Strombetrieb

±50V; ±10A;

DC...35kHz-3dB

Prüfling: Magnetventil

000 T_on=1,20ms

003 T_on=1,24ms

006 T_on=ms

002 Voll Teil 1

005 Voll Teil 4

001 T_off=956us

004 T_off=944us

007 T_off=us

008 Voll Teil 5

2 Erweiterung des Spannungsbereiches durch Antiseriell-Schaltung von
2x PA614D Leistungsverstärkern

gegenphasig angesteuert

Verstärker

Bode Diagramm

3 Leistungsverstärker Serie PFL2250
z.B. für Ablenkspulen, Helmholtzspulen und Übertrager bis über 400kH

Die PFL-Serie von HERO®power empfielt sich auf Grund ihrer Stabilität gegen induktive und kapazitive Lasten, sowie ihrer hohen Verlustleistungsfähigkeit von größer 100% der Nennleistung, besonders für induktive Anwendungen mit geringstem cosφ, z.B. für Ablenkspulen, Helmholtzspulen und Übertrager bis über 400kHz.

Die wichtigsten Daten der HERO®power Leistungsverstärker Serie PFL2250… sind:

1. Aussteuerung bis ± 400V / ± 25A / DC...150kHz-3dB bei Vollast

2. DC … >400kHz bei reduzierter Last

3. Die Betriebsarten sind umschaltbar zwischen geregelter Ausgangsspannung und geregeltem Ausgangsstrom.

4. Dauerleistungen: Nutzleistung ist >5kW; Verlustleistung >5kW
Kurzzeitig +140%

5. Leistungserhöhung ist durch Parallelschaltung und Brückenschaltung möglich.

Beispiel: Ablenkspulentest Fraunhofer Institut Dresden

Wichtigste Merkmale:

präzise steuerbare Konstantstromquellen bis 60A_eff,100kHz
Spannungshub 280V_eff
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

4 Magnetmaterial Test

DUT—Device Under Test

Gegebene Spulenwerte:

2Ω
20mH
ca. DC … 20Hz
±30A

Aufgabenstellung

Die Spule soll mit eingeprägtem Strom gefahren werden; mit Frequenzen bis 20Hz.

Ziel ist es die Sekundärspannung bei verschiedenen Frequenzen (5Hz, 15Hz, 20Hz) nachzuweisen.

Ergebnis

Die Sekundärspannung ist bei Strömen von 8,8A_RMS und 18A_RMS und Frequenzen von 5Hz, 15Hz und 20Hz nachgewiesen worden.

5 Resonanzbestimmung und Amplitudenreinheit einer Automotive-Antenne

Bode Diagramm

Bode Diagramm

6 Kalibrierung von Flux-Zero Stromwandlern für Oberwellen DC...>100kHz bis ca. 500A

Wie wurde die Kalibrierung des Stromwandlers rückführbar durchgeführt?

Dazu werden benötigt:

1) als Referenz einen rückführbar kalibrierten Shunt mit 20A

2) eine stabile DC-Versorgung

3) eine kalibrierbare AC-Quelle wie den PFL2250-28-UDC415-IDC375 mit Cooling Panel

Messaufbau

Dynamisches Verhalten des hier verwendeten Isolierverstärkers ARCUS T303-A:

Testlabor

Oszillogramme:

M=1000:1

M=1:1

alle anderen Kurven

7 Enthalpiekanal der DLR in Göttingen
mit HERO® superschnellen, symmetrischen DMS-Brückenmessverstärkern

Sehr geehrter Herr Rohrer,

herzlichen Dank für ihren Besuch im DLR Göttingen.

Wie sie sicher bemerkt haben, ist ihnen das Team vom HEG für die Langlebigkeit ihres Verstärkers dankbar.

Die Verstärker wurden Mitte 1993 geliefert und sind seitdem am HEG stationiert.

Foto von 2018

8 Line Test 5-phasiger Gleichrichter mit 200A_eff pro Phase

Anwendungen: Automotive

automatisierte Messeinrichtung

Qualitätssicherung in der Produktion für

5-phasige Gleichrichter

für

Wechselstromgenerator 5-phasig

Regelgröße U_A / I_A umschaltbar

Pro Phase: 36V_SS / 135A_eff, 20Hz—3kHz; AC-gekoppelt

PA3035A

9 Entwicklung eines Normals zur rückführbaren Leistungskalibrierung
von Hochspannung (einige 100kV) und Hochstrom (einige 10kA) bei 2,5kHz

2 Leistungsbereiche, B1 u. B2, sowie U/I Mode im Betrieb umschaltbar

B1: 135V_rms / 70A_rms

B2: 270V_rms / 35A_rms

DC … 15kHz-3dB Leistungsbandbreite

Phasenstabilität: 12nrad

Potentialverhältnisse:

Eingänge, Monitore, Ausgang

galvanisch getrennt

Eingang DC gekoppelt – umschaltbar

Nachträge beachten!

"Eingang Differenzverstärker

Monitore galvanisch getrennt "

PTB

Besonderheiten

Phasenstabilität: 12nrad

PA3160A

10 Wir lassen Fakten sprechen − Erfahrung setzt Maßstäbe

Metrologie: Schaffung rückführbarer Größen für Strom, Spannung, Leistung national renommierter Institutionen wie z.B. PTB; VSL, Metas

Wichtigste Merkmale:

100% verlustleistungsfähig auch bei induktiven Lasten

exakte Nulldurchgänge
geringste Restwelligkeit
Regelung: Bessel-Charakteristik (Phasentreue)

HERO®power hat diese Anforderungen schon mehrfach erfolgreich gelöst.

11 Bauelementetests für automotive Anwendungen:
Magnetfelderzeugung gemäß Liefervorschriften/Werksnormen z.B. bis 200kHz

Verstärkersystem Dual PFL für

Magnetspulen / Helmholzspulen / Ablenkspulen

Mit 2 antiseriell geschalteten 'PFL2250-28-UDC415-IDC375 mit Cooling Pannel' lassen sich folgende Grenzwerte realisieren:

C_max 40A_SS

V_max 1600V_SS

DC - 150kHz …3dB

DC - Kleinsignal: 400kHz

Dual PFL 2250 Helmholz

12 Bauelementetests für automotive Anwendungen: Kondensatoren-Test

Qualittätsprüfung von CeraLink-Kondensatoren

Dies sind spezielle Kondensatoren, sehr niedrige Induktivität, für DC-Zwischenkreisanwendungen im Bordnetz.

Es können beliebig viele PFL 2250..... parallel geschaltet werden, um entsprechend große Kapazitäten zu testen.

Testbeispiel:

Mit 3 parallel geschalteten PFL2250..... können CeraLinks mit cosφ gegen 0 bei Strömen bis 60Aeff mit 100kHz auf Einhaltung ihrer Spezifikationen (auch Temperaturverhalten) getestet werden.

13 Bauelementetests für automotive Anwendungen: z.B. Halleffekt-Sensoren

Hierbei stehen Zuverlässigkeit und Präzision im Fokus.

Mit HERO®power sind erfolgreiche Lösungen sowohl in der Produktion, als auch in der OEM-Qualitätssicherung im Einsatz:

Beispielsweise bei Linetests von:
Hall-Sensoren—Hall Schaltern—lineare Hallsensoren als Potentiometerersatz—Winkelsensoren—Motorcontrollern

Hierbei sind gerade bei linearen Hallsensoren sehr hohe Anforderungen an das Magnetfeld gestellt (z.B. Stabilitäten von besser 1x10^-4). Beispielsweise muss dieses Magnetfeld in ca. 10msec diese hohe Stabilität haben.

HERO®power PA3150A hat solche Aufgaben erfolgreich gelöst.

Automotive / Metrologie:
Kalibrierung von Halleffekt-Sensoren
für den automotiven Einsatz.

Regelgröße U_A / I_A umschaltbar

±85A / ±150V

Verlustleistung: 8,5kW

Magnetfeldstabilität: besser 1x10^-4
ab 10msec nach dem Start

Komponententest von high-rel Kondensatoren (Automotive)

Wichtigste Merkmale:

eingeprägter Strom 60A_eff / 100kHz / 100% Verlustleistung, 24h-Betrieb;
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Kalibrierung von Hochstromwandlern

Wichtigste Merkmale:

z.B. 100kHz Grund- und Oberwellen 600A_eff
auf Grundwellen bzw. DC beliebiger Größe aufmodulierbar
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Kundenbezogene Applikationsunterstützung

Ist Ihre Anwendung dabei? Wenn nicht, dann analysieren wir mit Ihnen gerne die Machbarkeit, die wir mit einem Testaufbau nachweisen können.

14 Beschleuniger Cooler Synchrotron in Jülich; Beschleuniger Bessy ll in Berlin-Adlershof

In der Fest-Zeitschrift zur Einweihung durch unseren damaligen Bundespräsidenten Richard von Weizsäcker wurde auch die Firma Rohrer als wichtiger Partner der Realisierung hervorgehoben.

15 HERO®power Messtechnik – Vielkanalmesstechnik – Referenzquellen

5.1 Messverstärker / Sensorverstärker / Signalkonditionierung

5.2 Signalgeneratoren, Sensorverstärker

5.3 Filter, Messkarten, DMS Verstärker, USB-Messsysteme

5.4 Messen, Steuern, Regeln mit DASYLab

5.5 Auswertung und Darstellung mit FlexPro

Enthalpiekanal der DLR-Göttingen.

Er dient zur Simulation der Wiedereintrittsbedingungen von Raumflugkörpern in die Erdatmosphäre (Druck und Temperatur). HERO®power Präzisions-Messverstäker arbeiten nach 30 Jahren immer noch zuverlässig und werden bevorzugt eingesetzt.

16 HERO®power-Qualitätsmerkmale:
weiter Frequenzbereich, exakte Nulldurchgänge, geringste Restwelligkeit

Wobbelfrequenz
30kHz bis >200kHz
0dB Verstärkungsabweichung im belasteten Zustand

Absolut saubere Nulldurchgänge

Eingang: gelbe Sinuskurve

Ausgang: grüne Sinuskurve

Linetest von 5-poligen Gleichrichtern

HERO®power amplifier optimiert für Ihre Anwendung!

Brauchen Sie die beste Lösung für Ihre Aufgabe?

HERO®power zeigt Ihnen Beispiele aus den unterschiedlichsten Bereichen.

Beispiele für Prüfanwendungen (klick)
Rohrer stellt ein anspruchsvolles Programm messtechnischer Geräte und Systeme her. Es wird durch entsprechende Partnerprogramme ergänzt wird, so dass auch komplexe Projekte als Systemführer realisiert werden können.
Schwerpunkte sind dabei die Verstärkertechnik (bis ca. 100kW für Aktoren & Sensoren), die Signalerfassung und Signalaufbereitung und die Speicherung (besonders bei hohen Abtastraten und extrem tiefer, schneller Speicherung).

Ihre Anforderungen sind unsere Herausforderung!
Wir beraten Sie kompetent und fertigen einen aufgabengerechten Verstärker, mit dem Sie Ihre Ziele uneingeschränkt realisieren können.
HERO®power 4-Quadranten Leistungsverstärker finden in vielen Bereichen der Industrie, Forschung + Entwicklung, sowie an Hochschulen und Universitäten ihren Einsatz.

Typische Anwendungen dieser Präzisionsleistungsverstärker sind:
- Antriebstechnik / Automotive: Hierzu gehören u.a. die LV 124 (E01-E22), LV 148. Die Erzeugung von weiteren spezifischen arbiträren Kurven können wir für Sie umsetzen.
- HiL: Hardware in the loop
- EMV: Prüfungen der Elektromagnetischen Verträglichkeit
- Prüfung und Evaluierung von Batterien, Batterietests
- Schienenverkehr / Bahn / Railway
- Bordnetzsimulation: z.B. nach LV124, LV148, LV123, sowie nach firmenspezifischen Normen.
- Prüfung von Brennstoffzellen
- Energietechnik
- Kalibrierung von Kalibriergeräten
- Komponententests: z.B. 5-phasige Systeme für die Fertigungsprüfung von Komponenten für Batterie-Ladesysteme / Lichtmaschinen
- Generatoren und Messsysteme für den Test von Einspritzventilen internationaler Premiumhersteller
- diverse allgemeine Laboraufgaben
- Isolierte Messungen mittels Isoliermessverstärkern aus unserer ARCUS® Reihe
- Luftfahrt / Aeronautic / Raumfahrt / Aerospace, Schiffsfahrt / Nautic
- DC/DC buck-boost converter, bidirectional DC/DC buck-boost converter für 12-/48-Volt-Bordnetzarchitektur und kombinierte 12/48V Bordnetze.
Typische Automotive Einsatzgebiete    (klick)

Typische automotive Anwendungen

1.   LV124 LV148

2.   Kodierung von Simmeringen

3. Halbleiter / Magnetfeld- und Stromsensoren, Hall-Sensoren, Hall-Stromwandler, rechnergesteuerte
     Prüfeinrichtung

4. 5-phasige Gleichrichter, je Phase 200A, 100% Qualitätssicherung in der Produktion; vollautomatischer
     rechnergesteuerter Messplatz

5. Testeinrichtung für Cera-Link Glättungskondensatoren. Testkriterium: Temperatur der Kondensatoren
     bei 60A 100kHz

6. Ventiltest-Verstärker: Fertigungsendtest für Benzin- und Dieselventile

7. Endprüfung der 20mOhm Messwiderstände zur Messung des Lade- / Entladestromes, um daraus den
     Ladezustand der Batterie zu bestimmen. Messbereiche ±20mA … ±500A, Genauigkeit: 1x 10^-4

8.   BMW FIZ München: Anlage für stationären – und mobilen Einsatz

9.   Daimler Sindelfingen: Messungen während der Fahrt

10. Daimler Stuttgart Untertürkheim: Mobile Messeinrichtung

11. EMV
     1.EMV-Helmholtzspulen-Anwendungen auch für die neuen Renault Spezifikationen.
     2. EMV Antennen

12. 1978 erster 4-Quadrantenverstärker von HERO®-power nach
      Spezifikation von BMW für Tests von Einspritzventilen

13. Batterietests: HERO®-power für Entwickung und Test neuer Batteriesysteme
       Entladungen bis 2000A / <1msec

14. Lenksysteme: 3-phasig je Phase 200A, erweiterbar auf z.B. 12 Phasen

15. Bordnetzsimulation: Load-Dump bis 1200A

16. Test von Piezokomponenten in ECUs

17. Hardware Evaluierungen / ECUs / Aktuatoren
Diverse andere Beispiele (klick)

Wir lassen Fakten sprechen

Metrologie: Schaffung rückführbarer Größen für Strom, Spannung,
Listung national renommierter Institutionen wie z.B. PTB; VSL, Metas
Wichtigste Merkmale:
100% Verlustleistungsfest bei induktiven Lasten;
Phasenlaufzeitkonstanz besser 100ns ( Nanosekunden !);
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Teilchenbeschleuniger: Quadrupol Fokussierungsmagnete für Teilchenbeschleuniger
Wichtigste Merkmale:
höchste Stabilität, exakte Nulldurchgänge, geringste Verzerrungen
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Elektronenstrahlquellen für die plasmaaktivierte Hochrateverdampfung
Wichtigste Merkmale:
präzise steuerbare Konstantstromquellen bis 60A_eff,100kHz,
Spannungshub 280V_eff,
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Kalibrierung von Hochstromwandlern
Wichtigste Merkmale:
z.B. 100kHz Grund und Oberwellen 600A_eff ; auf Grundwellen bzw. DC beliebiger Größe aufmodulierbar;
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Automotive- Qualitätssicherung-5-phasige Gleichrichter, je 200A
Wichtigste Merkmale:
Stromregelung, Start/Stop: 1ms max, 24h-Betrieb;
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Komponententest von high-rel Kondensatoren (Automotive)
Wichtigste Merkmale:
eingeprägter Strom 60A_eff / 100kHz / 100% Verlustleistung, 24h-Betrieb;
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Komponententest 20mOhm ( automotive )
Wichtigste Merkmale:
±500A Auflösung 2mA; DC-5kHz bei 5m Lastkabel
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Piezoaktoren zur Steuerung von Rotorblätter ( rotor blades of helicopter);
Erschütterungsoptimierung
Wichtigste Merkmale:
±450V/10A—DC-30kHz, U-und I-Begrenzungen vielstufig einstellbar

Ventile-Test für Diesel- und Benzinbereich
Wichtigste Merkmale:
Applikationsspezifische Anpassung

Piezoaktoren zur Geräuschoptimierung von Hubschraubern / Nutzlaststabilisierung von Raumtransportern
Wichtigste Merkmale:
asymmetrischer Betrieb bis 1000V, Lastspitzen bis 50kVA

Magnetfelderzeugung zum Test von Hallsensoren für Automativanwendungen
Wichtigste Merkmale:
Ströme bis ±100A, Spannungen bis ±160V;
Di/dt: ?? ms auf 2x10-5 Abweichung;
Verlustleistung: 100%; 24Std-Betrieb;
Steuerung: Lokal/Remote umschaltbar

Energieübertragung: Simulation der HGÜ- Übertragungsstrecke nach Süddeutschland
Wichtigste Merkmale:
je 3-phasige Kopfanlagen für die Erzeugung und den Verbrauchsort
Die Simulation der Strecke erfolgt durch die Otto von Guericke Universität Magdeburg

Netzstrukturanalysen und –Simlationen des europäischen Verbundnetzes sowie der Elektromobilität
Wichtigste Merkmale:
flexible Kombination von HERO®power Leistungsverstärkern zur Erzeugung und Kalibrierung von Netzen mit 45kVA bei dynamischen Anforderungen von 3µsec

Simulation der 3-phasigen Steuer– und Regelung von KFZ Lenksystemen
Wichtigste Merkmale:
Stromregelung, 3x 200A, DC-10kHz; erdfreier Betrieb des Lenksystems

PA124148A